电子科技数字电路-脉冲延时.ppt

1、1掌握用集成门电路单稳态触 发器的基本方法。 2掌握集成单稳触发器在脉冲 延时电路中的作用。,现代电子技术实验,一、实验目的,二、实验原理,在数字系统中， 通常需要一定幅度和宽度的矩形脉冲，获取脉冲信号的方法： 利用脉冲振荡器直接产生； 利用脉冲整形电路将非矩形脉冲变换成符合要求的矩形脉冲。,现代电子技术实验,单稳态触发器是另一种脉冲整形电路，需要外接电阻和电容，利用RC电路的 充放电过程来决定暂稳态持续时间的长短。多用于脉冲波形的整形、延时和定时。脉冲宽度tW和恢复时间tre是单稳 态触发器的主要参数。,单稳态触发器,现代电子技术实验,单稳态触发器只有一个稳定状态。这个稳定状态不是“0”，就

2、是“1”。 它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。 在触发脉冲的作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间后，再自动返回稳态。 暂稳态维持时间的长短取决于单稳触发器电路本身的参数，与触发脉冲无关。,单稳态触发器的特点：,现代电子技术实验,输出脉冲延时 把输入信号延迟一定时间后 输出。,定时输出 与门打开的时间是单稳 输出脉冲UO的宽度TW。,脉冲整形 把不规则的波形转换成宽 度、幅度都相等的波形。,单稳态触发器的应用,现代电子技术实验,(实验重点),微分型单稳态触发器,现代电子技术实验,利用与非门做开关，依靠定时元件RC的充放电来控制与非门的开启和关闭。,如图所示,负脉冲触发, C2和R

3、5构成一个时间常数很小的微分电路，它能将较宽的矩形脉冲Vin，变成较窄的尖峰触发脉冲V。 R=(R6+R W2)和 C3 构成微 分定时电路。,（1）用与非门组成的单稳态触发器,静止期：0t1，输入端无信号触发，Vin为高，Va、Vb为低、Vc为高。G1开， G2关。电路处于稳定状态。 工作期: (t2tt1)， t=t1时：Vin， Vi， Va ， Vb， Vc。触发器发生一次翻转，进入暂稳态， Va=VOH ， Vc=VOL 。 t2tt1时：电容C3充电，Vb下降，但仍高于VTH，故Vc仍为低。电路处于暂稳态。 恢复期：t=t2时， Vb下降至VTH， G2关闭，Vc为高。C3电容放电

4、，进入恢复期。 回到稳定状态，Va=VOL， Vc=VOH。,工作波形图,现代电子技术实验,微分型单稳态触发器波形图,tW=(0.7-1.3)RC3=(0.32-3.6) X10 6 S R=R6+RW2=(100-600); C3=4700P 单稳态触发器主要有4个参数： 输出脉冲宽度t w、输出脉冲幅度v m、恢复时间 t re和分辩时间td。 停留在暂稳态的时间即为输出脉冲宽度tw。,t1,t2,VTH,VTH,现代电子技术实验,四2输入与 非门,74LS00引脚图,现代电子技术实验,tW=1.1RC4R=R7+RW3=(100-600)欧; C4=4700PtW=(0.523.1)us

5、,工作波形图,积分型单稳触发器,采用正脉冲触发,VTH,现代电子技术实验,注意：该电路输入脉冲宽度应大于输出脉冲宽度。,集成单稳态触发器分为： 可重复触发型和不可重复触发型两种。 1不可重复触发：触发进入暂稳态时，再加触发脉冲无效。 2 可重复触发：触发进入暂稳态时，再次触发有效，输出脉冲可再维持一个脉宽。,（2）集成单稳态触发器,现代电子技术实验,CD4098是一片双单稳态触发器，每个触发器均可单独设置为上升沿触发或下降沿触发。当选择上升沿触发时，触发脉冲由TR端输入，TR端接正电源；选择下降沿触发时，触发脉冲由TR端输入，TR端接地。,CD4098双单稳态触发器逻辑功能,现代电子技术实验,

6、CD4098实现脉冲延时的原理图,该电路中 第一个单稳态触发器设为上升沿触发， 第二个单稳态触发器设为 下降沿触发。Q2送到三极管放大驱动指示灯工作 ，Q2为高电平时指示灯亮。,（1）,（2）,现代电子技术实验,TWI=K CX1 RX1 ， 从触发信号(Ui)有效，到灯亮的时间；,TW2=K CX2 RX2 ， 灯亮了多长时间。,i,1、用与非门构成的微分型单稳态触发器，输入Vin接20kHz TTL信号，改变RW2，用双踪示波器观测Vin和Vi，Va，Vb，Vc，Vout的波形变化情况（定量记录电位器逆时针旋到底时Vin、 V b 、Vc、Vout的波形，标出周期、幅度、脉宽tw及V TH

7、 ）。,现代电子技术实验,三、实验内容,2、设计性实验 ：通过分析CD4098组成的延时电路设计一个延时灯电路，可通过触摸按钮打开指示灯，延时一定时间后使指示灯息灭，并且延时时间在10秒内连续可调。记录观察结果（延时时间？），提出改进方法。,现代电子技术实验,实验电路板,现代电子技术实验,注意电源的连接,四、注意事项,1、正确连接10V电源。 2、用双踪示波器观测施密特触发器阈值电压时，使两个波形的地线重合可以便于观测数据。 3、测试电压时应注意衰减比例调整。 示波器探头调在X10挡，衰减比例调整为10：1 4、实验中出现无实验结果时，应先检查电源是否连接正确，再检查电路连接是否正确。 5、波形图应画在同一纵坐标下。,现代电子技术实验,参考波形,微分型单稳态触发器波形图,现代电子技术实验,思考题,1、实验中CD4098集成单稳态触发器组成